Mecanica de fluidos

INTRODUCCIÓN

La Mecánica de los Fluidos, como área de estudio, se ha desarrollado gracias al entendimiento de las propiedades de los fluidos, a la aplicación de las leyes básicas de la mecánica y la termodinámica y a una experimentación ordenada.

Debido al comportamiento que tienen algunos fluidos, se hace interesante su estudio, sobre todo a nivel experimental, teniendo en cuenta quedicha sustancia posee ciertas propiedades tales como viscosidad y densidad, las cuales las cuales juegan papeles principales en flujos de canales abiertos y cerrados y en flujos alrededor de objetos sumergidos.

Este interés en el estudio de los fluidos es a consecuencia de que en la vida diaria no existe un fluido ideal, es decir, una sustancia en la cual se esté aplicando un esfuerzo, el cualpuede ser muy pequeño, para que se resista a fluir con absoluta facilidad.

En esta práctica se experimenta con la propiedad que tienen los fluidos de oponer resistencia a un efecto cortante por causa de la adhesión y cohesión, es decir, la viscosidad.

Asimismo, el instrumento utilizado para determinarla, el procedimiento empleado y las unidades que representan dicha propiedad.

OBJETIVOSOBJETIVOS GENERALES

Determinar las propiedades de un fluido

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar la viscosidad de un fluido

Determinar el comportamiento de un fluido

Utilización del viscosímetro de Brookfield

MARCO TEÓRICO

Para obtener un conocimiento más amplio se debe tener en cuenta lo siguiente:

1.- Definición de Fluido

Un fluido es una sustancia que suele deformarsecontinuamente cuando se somete a un esfuerzo cortante; es capaz de fluir debido a la fuerza de cohesión de las moléculas de dicha sustancia.

Por ejemplo, una sustancia plástica se deformará cierta cantidad proporcional a la fuerza pero no continuamente cuando el esfuerzo aplicado se encuentra por debajo de su esfuerzo cortante de fluencia. Un sólido puede ser un fluido si es llevado a estadolíquido, ya que tiene sus moléculas muy unidas.

Así los fluidos pueden dividirse en líquidos y gases; lo que los diferencia es que los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases sí son compresibles, y además los líquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres, mientras que una masa de gas se expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga.

Losfluidos se clasifican en newtonianos y no newtonianos. En el caso de los fluidos newtonianos hay una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación resultante. En el fluido no newtoniano hay una relación no lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación angular.

Por ejemplo, los gases y los líquidos delgados,tienden a ser fluidos newtonianos, mientras que los hidrocarburos espesos de cadena larga pueden ser no newtonianos.

También es importante mencionar el llamado plástico ideal, el cual tiene un esfuerzo de fluencia definido y una relación lineal constante de  a du/dx, siendo  el producto del factor de proporcionalidad () por el cambio de velocidad dividido por la distancia en que este ocurre,es decir, se mantiene en aquellas situaciones en las cuales la velocidad angular y el esfuerzo cortante cambian con x(du/dx), esto se expresa de la siguiente manera:

 = (du/dx);

siendo  la viscosidad del fluido y la ecuación es la ley de viscosidad de Newton.

Así mismo, una sustancia tixotrópica, tal como la tinta de un impresora, tiene una viscosidad que depende de la deformaciónangular inmediatamente anterior de la sustancia y tiene una tendencia a solidificarse cuando se encuentra en reposo.

Si se considera que el fluido también es incompresible, entonces éste se conoce como un fluido ideal.

2.- Sustancia Pura

Una sustancia pura debe ser químicamente homogénea y además estable en el tiempo, es decir, tener única identidad química y no descomponerse. Ejemplo de...